Nanogeneradores triboeléctricos extensibles basados en gel revolucionan la tecnología portátil
Actualizado el 24 Dec 2024
La tecnología portátil, que abarca desde los rastreadores de actividad física y los relojes inteligentes hasta los sensores médicos que se llevan en el cuerpo, está revolucionando nuestra interacción con la tecnología. A medida que estos dispositivos ganan popularidad, los nanogeneradores triboeléctricos (TENG), que convierten la energía mecánica, como el movimiento del cuerpo, en energía eléctrica, ofrecen una forma de alimentarlos sin necesidad de baterías.
La mayoría de los TENG en aplicaciones portátiles utilizan un material triboeléctrico unido a un electrodo que conduce la corriente eléctrica. Sin embargo, uno de los desafíos ha sido encontrar materiales de electrodo flexibles que puedan moverse de forma natural con el cuerpo humano. Para resolver esto, los investigadores han desarrollado un nanogenerador triboeléctrico basado en electrodos de polímero de gel (GPE-TENG). Este dispositivo, descrito en una investigación publicada en el Chemical Engineering Journal, es estirable, semitransparente y duradero, lo que lo hace ideal para su uso en aplicaciones de sensores portátiles.
El equipo de investigación de la Universidad Dongguk (Seúl, República de Corea) fabricó el dispositivo vertiendo una mezcla de gel compuesta por óxido de polietileno (PEO) y vis(trifluorometilsulfonil)imida de litio (LiTFSI) en un molde ecoflex. El gel se distribuye uniformemente y se cubre con otra capa de ecoflex. Un cable de cobre se conecta al gel para permitir el flujo eléctrico, y todo el ensamblaje se cura a 70 °C durante 12 horas, asegurando una unión sólida entre las capas de gel y ecoflex.
El dispositivo resultante es duradero, flexible y semitransparente, generando señales eléctricas al ser presionado o estirado, con una potencia máxima de salida de 0,36 W/m² con una carga de 15 MΩ. urante las pruebas, el dispositivo demostró ser capaz de estirarse hasta un 375 % de su tamaño original sin sufrir daños y resistió dos meses de doblado, torsión, plegado y estiramiento sin mostrar signos de delaminación ni pérdida de rendimiento.
A medida que la tecnología portátil se vuelve cada vez más parte de la vida diaria, el GPE-TENG podría permitir dispositivos que monitoreen la actividad de las articulaciones para la rehabilitación o funcionen como sistemas biométricos en la ropa, permitiendo potencialmente a los usuarios desbloquear puertas o casilleros inteligentes.
“Este trabajo podría revolucionar la tecnología portátil al desarrollar dispositivos electrónicos sostenibles y flexibles con aplicaciones prometedoras en la atención médica humana, la rehabilitación, los sistemas de seguridad y los sistemas de autenticación biométrica segura”, dijo el profesor Jung Inn Sohn de la Universidad de Dongguk, quien dirigió el equipo de investigación.
